- 新高考物理单摆
新高考物理中涉及的单摆模型主要有以下几种:
1. 忽略摩擦和空气阻力情况下,细线或轻杆一端固定,另一端拴一小球,在小球做单摆运动时,细线或轻杆构成的单摆系统机械能守恒。根据单摆的周期公式,影响单摆周期的因素有:小球的质量、线的长度(或杆的长度)和当地的重力加速度。
2. 理想化模型中的单摆:在一定的时间内,物体只在竖直平面内做圆周运动,并且在运动的过程中没有能量的损失,即没有动能和势能的相互转化,这样的运动叫做理想化的单摆。
3. 受迫振动中的单摆:单摆在周期性的驱动力作用下做受迫振动,此时的单摆振动周期等于驱动力的周期。
此外,还有在特殊情况下如单摆在平衡位置受力突然变化(如绳子突然断开)时的运动等。请注意,以上内容只是新高考物理中涉及的单摆模型的部分内容,具体可能会因地区或学校而异。
相关例题:
题目:
例题:
一单摆的摆长为L,摆球的质量为m,已知单摆在空气中做简谐运动,摆球运动到平衡位置时,其受到的合外力的大小为F,求摆球运动的振幅。
分析:
单摆在空气中做简谐运动时,摆球受到重力和空气阻力的作用。由于空气阻力可以忽略不计,因此摆球受到的合外力在平衡位置时为$F$。
解题过程:
根据简谐运动的振幅定义,振幅即为振动的最大位移,因此摆球的振幅为:
$A = L - r = L - frac{mg}{k}$
其中$r$为摆球在平衡位置时的半径。
答案:
摆球的振幅为$L - frac{mg}{k}$。
注:本题中空气阻力可以忽略不计,因此合外力在平衡位置时的大小即为$F$。在实际应用中,需要根据实际情况考虑空气阻力的影响。
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